Marsatmosfären är mycket annorlunda än jordens. Men den spårmängden vattenånga spelar fortfarande en uttalad roll i klimatet.
NASA är mycket intresserad av Mars 'atmosfär, väder och klimat. Ju mer de vet om Mars, desto mer effektivt kan de planera uppdrag. Och att förstå dagens Mars kan hjälpa oss att förstå solsystemets historia, hur planeter utvecklas och hur Mars klimat var i det forntida förflutet.
NASA har ett helt team som ägnas åt att förstå det Martiska klimatet. Det kallas Mars klimatmodelleringscenter. Deras arbete fokuserar på de tre kritiska komponenterna i den Martiska atmosfären: vattenånga, koldioxid och damm. I simuleringen nedan bildas vattenismoln och sprids under hela dagen.
Marsmoln är mycket tunnare än moln på jorden. Men de uppför sig på samma sätt. Ovanstående simulering visar en sommardag på norra halvklotet. Moln bildas över ekvatorn på natten och är tjockast precis före soluppgången. När solen värmer upp atmosfären under dagen sprids de, sedan i skymningen börjar de bildas igen.
Simuleringen kommer från Mars klimatmodelleringscenter och visar att även om molnen är tunnare än jordens, spelar de en viktig roll i planetens vindsystem. Och det betyder att de också hjälper till att forma vattenrörelsen runt planeten.
Klimamodelleringscentret använder kraftfulla superdatorer för att skapa dessa simuleringar. En planetär atmosfär är extremt komplex och det krävs kraftfulla datorer och sofistikerade modeller för att förstå den. På Modeling Center litar de på General Circulation Models (GCM) för mycket av deras arbete.
En drivkraft för centrets arbete är att förstå dagens vattencykel på Mars. På centrumets webbplats står det: "Vi vill bestämma om den observerade vattencykeln enbart är resultatet av utbyte med den norra restkapten, eller om andra källor som en aktiv regolit krävs." För närvarande modellerar de Mars med den norra polarlocket som den enda vattenkällan. Deras simuleringar ger bra resultat, men det finns fortfarande problem.
Modelleringscentret försöker också förstå antika Mars, och hur det kunde ha haft en varm, våt miljö för miljarder år sedan, när solen blev svagare. En möjlighet är att Mars hade en mycket tjockare CO2-atmosfär som fångade mer värme. En annan möjlighet är klimatförändringseffekter.
Ett annat fokus för centret är Martian dust. Det är tydligt att damm spelar en enorm roll på Mars, men det är inte väl förstått. På klimatmodellcentrets webbplats står det: "... det blir allt tydligare att de parametreringar som används i GCM: er för dammlyftning inte fångar fysiken som är involverad i alla dammhöjande händelser."
Med jämna mellanrum är planeten innesluten i globala dammstormar som kan kvarstå i månader. Att förstå dessa stormar är nödvändigt för framgångsrika uppdrag till planeten. NASA visste i förväg att InSight-landaren skulle anlända till Mars nära slutet av en dammstorm, och de förberedde sig därefter. Tack vare klimatmodelleringen visste NASA att under dammstormar värmer den övre atmosfären upp, medan den nedre atmosfären svalnar. Uppdragsingenjörer förberedde InSight att arbeta under dessa förhållanden.
Klimamodelleringscentret är bara ett sätt som NASA använder superdatorer. På den internationella Supercomputing Conference (SC 19) i Denver den 18-22 november, visade de 38 av sina beräkningsprojekt, inklusive deras elektriska X-57-flygplan, en simulering av hur tidiga galaxer samutvecklas med gasen som omger dem, och en ansträngning för att kartlägga och kvantifiera träd i Afrika söder om Sahara.
Mer:
- Pressmeddelande: En molnig Martian Night, Through the Eyes of a Supercomputer
- Pressmeddelande: Vad är NASA: s Mars klimatmodelleringscenter?
- NASA Ames Mars klimatmodelleringscenter
